滚珠螺母是滚珠丝杠副的关键零件,其表面加工质量和滚道位置精度直接影响滚珠丝杠副的传动精度和工作性能。传统的滚珠螺母加工工艺把内螺纹和外圆及端面分开来磨削加工,由于工件多次装夹,必然导致螺母回珠孔与螺纹滚道的对中精度、螺纹滚道轴线与安装基面的位置精度降低,影响了滚珠螺母的加工精度。　　 为了改进滚珠螺母的加工工艺,提高其磨削加工质量,针对滚珠螺母磨削加工的特点和要求,应用有限元分析及优化技术,对四轴滚珠螺母复合磨削中心进行了设计与分析,并以研究结果作为理论指导,与企业合作完成了“滚珠螺母复合磨削中心的设计与开发”项目,研制出一台专用于滚珠螺母磨削加工的经济型滚珠螺母复合磨削中心。主要从事了以下几个方面的研究:　　 首先,根据砂轮相对滚珠螺母内滚道做螺旋运动的特点,推导出内滚道法向截形的螺旋曲面方程;依据滚珠螺母的结构特征,进行磨削加工工艺分析,通过对某型号滚珠丝杠副螺母内螺纹进行磨削实验,得出了该滚珠螺母磨削工艺参数。　　 在此基础上对磨削中心进行总体方案设计,包括磨削中心布局方案的分析和选择、主要技术参数的确定以及外购件的选择计算等;完成了磨削中心主要部件的结构设计,包括磨削系统部件、主轴箱传动系统部件以及床身的设计。　　 在结构设计完成后,使用有限元分析方法分别对磨削中心的关键部件内螺纹磨杆和整机模型进行了静力分析和动力学分析,验证了磨削中心的静、动态特性基本满足设计要求,并提出了改进措施。同时,利用参数化分析方法,分别对砂轮夹盘和磨头支座进行了形状优化设计和拓扑优化设计,减轻了零件重量,改善了磨削中心的动态性能。　　 最后,完成了磨削中心的样机试制,经过试磨符合预期要求。